Азот – важнейший питательный элемент, без которого жизнь растений невозможна. Его недостаток приводит к заболеваниям и потерям урожая. Люди научились восполнять дефицит азота уже давно – еще тогда, когда начали удобрять землю навозом. С развитием химии и агрономии появились удобные и эффективные минеральные удобрения. Но долгое время не удавалось решить вопрос потерь азота после его внесения. Однако сейчас уже существуют вещества, способные успешно справляться с проблемой, – ингибиторы нитрификации.
При всем разнообразии азотных удобрений, азот в них содержится в трех формах – амидной, аммонийной и нитратной. Из них при помощи корневой системы растения лучше всего усваивают нитратную форму, а амидная усваивается через листья. Что касается аммонийной формы, то она для растений доступна гораздо хуже, но хорошо удерживается в грунте. И тут надежда – на живущие в почве нитрифицирующие бактерии, которые превращают поступившую в землю аммонийную форму сначала в нитриты, а потом – в нитраты, делая азот легкодоступным для растений. Этот процесс получил название нитрификации. Занимает он, в зависимости от типа почвы и температуры окружающей среды, 1–2 недели.
Хотя нитрификация – явление, имеющее, в целом, положительное значение для сельского хозяйства, есть у него и минусы. Именно с ними в значительной степени связаны потери азота после внесения удобрений. Образующиеся в результате нитрификации нитраты сразу же используются растениями, но излишки не остаются в доступном для них слое почвы, а вымываются, и особенно быстро – из легких, песчаных грунтов. Также они подвергаются обратному процессу – денитрификации, вследствие чего азот теряется, улетучиваясь с образовавшимися газообразными соединениями.
Потери азота растут при повышении pH почвы. Минимальны они при реакции, близкой к нейтральной. Но при увеличении рН до 7,1, потери элемента существенно возрастают: из карбамида – больше, чем до 40%, из сульфата аммония – до 30%, из КАС – до 20% и т.д.
В целом, потери внесенного в удобрениях азота могут достигать 40–70%, а при неблагоприятных условиях – даже 80%. Кроме экономического ущерба хозяйствам, его вымывание и испарение также наносит вред окружающей среде в виде загрязнения подземных вод и атмосферного воздуха.
Чтобы уменьшить потери, используются различные агрономические приемы. Так, известно, что больше всего растения нуждаются в азоте во время интенсивного роста, когда идет бурное увеличение вегетативной массы. Например, озимая пшеница активно потребляет его с самой весны, начиная с фазы кущения, и вплоть до выметывания колоса. За это время она использует больше 75% из всего количества азота, необходимого культуре в течение ее жизни.
Такой длительный период поглощения азота позволяет разделить внесение азотных удобрений на несколько этапов, благодаря чему ценный элемент поступает в почву более равномерно. В результате, растения не ощущают его дефицита, что положительно влияет на количество и качество урожая.
Тем не менее, дробное внесение не всегда удобно, а иногда и невозможно. Например, во время интенсивных осадков или затяжной весны техника может просто не зайти в поле. А в длительный засушливый период, наоборот, внесение удобрений может быть нецелесообразно, так как без наличия достаточного количества влаги растения не смогут усвоить питательные элементы. Кроме того, дополнительные проходы техники повышают расход топлива и затраты труда, что сказывается на экономической эффективности выращивания культуры.
Еще один метод уменьшения потерь азота – более глубокая заделка удобрений. Например, немецкие ученые подсчитали, что из внесенного по поверхности почвы карбамида теряется впустую около 75% азота. Но если заделать его на глубину 3 см, потери снижаются до 65%, на 4 см – до 38%. Из карбамида, внесенного на глубину 8 см, до растений не доходит лишь 18% азота.
К сожалению, в последние годы такой способ сохранения ценного элемента можно использовать далеко не везде. Он хорош при глубокой обработке почвы, когда есть возможность заделать удобрения на оптимальную глубину. Однако сейчас все больше хозяйств переходят на минимальную и нулевую обработку, что предполагает внесение удобрений в поверхностный слой почвы. Быстрая заделка удобрений спасает ситуацию, но лишь частично.
Но если уже нельзя надеяться на приемы, которые еще недавно вполне себя оправдывали, значит, нужно искать новые пути. В настоящее время все шире используются особые препараты – ингибиторы нитрификации. Они помогают увеличить период, в течение которого азот находится в почве в доступной для растений форме. Применение этих веществ «растягивает» процесс нитрификации до 5–8 недель – опять-таки, в зависимости от температуры окружающей среды (при ее повышении время действия ингибиторов уменьшается).
Достигается такой эффект за счет торможения активности нитрифицирующих бактерий. Ингибиторы не уничтожают микроорганизмы, а лишь временно угнетают их жизнедеятельность.
Ингибиторы нитрификации – довольно обширная группа веществ, опыты с которыми проводились еще с 1960-х годов. В США их используют уже более четырех десятилетий, а в последние годы применение растет во многих странах. Сейчас в Соединенных Штатах их вносят уже на 40% площадей, а в Европе – на четверти. Потери азота на полях, где применяют такие препараты, удается уменьшить в 1,5–2 раза.
Первым из таких ингибиторов в 1974 году был зарегистрирован нитрапирин. Препараты на его основе широко распространены и сейчас. Другие вещества с таким же действием – дициандиамид (DCD), 3,4-диметилпиразолфосфат (DMPP), 3-метилпиразол (3-МР, КМП), 1-Н-1,2,4-триазол и т.д. Они отличаются, в основном, большей или меньшей эффективностью на определенных типах почв, разной устойчивостью к высоким температурам и продолжительностью действия после внесения.
Ингибиторы нитрификации можно использовать по-разному. Некоторые производители добавляют их прямо в азотные удобрения (такие удобрения называются стабилизированными). Однако такой подход возможен не всегда. Поэтому на рынке немало ингибиторов, выпускаемых отдельно.
Данные препараты можно использовать в смеси как с сухими или гранулированными азотными удобрениями, так и с жидкими. Необходимый эффект достигается и для минеральных, и для органических удобрений. Например, нитрапирин применяют вместе с навозом, КАС, аммиачной водой. Также их можно вносить отдельно, уже после удобрений. В некоторых случаях, например, для кукурузы, допускается внесение вместе с гербицидами. Поскольку ингибиторы воздействуют на бактерии, живущие в почве, их необходимо заделывать.
Применяя ингибиторы нитрификации, следует принимать во внимание погодные условия. Препараты не работают в сухой земле, так что во время длительных засушливых периодов их использование нецелесообразно.
Наиболее ощутимый эффект препараты дают на культурах с длительным периодом вегетации, таких как озимая пшеница, озимый рапс, ячмень, кукуруза, картофель.
Благодаря уменьшению потерь азота, применение ингибиторов нитрификации позволяет уменьшить количество вносимых азотных удобрений примерно на 20% и повысить урожайность. Например, урожайность рапса и кукурузы увеличивается на 5–8%.
Кроме основного эффекта, у этих препаратов есть и дополнительные преимущества:
-
– повышается усвоение растениями не только азота, но также фосфора и микроэлементов;
-
– более равномерное использование азота предотвращает его избыточное поступление в растения, снижает риск повышения содержания нитратов в продукции растениеводства и загрязнения ими подземных вод;
-
– отмечается повышение качества продукции, например, увеличение крахмалистости клубней картофеля;
-
– отпадает необходимость в дробном внесении удобрений, что уменьшает расходы ГСМ и затраты труда;
-
– нет необходимости в каком-либо специальном оборудовании для внесения ингибиторов – подойдут агрегаты, используемые для внесения удобрений;
-
– при использовании в теплицах предотвращают выделение из почвы метана, который может образовываться при применении определенных технологий.
Как и любое вещество, ингибиторы нитрификации имеют свои минусы:
-
– часть бактерий после внесения таких препаратов все-таки погибает, что обедняет состав почвенной микробиоты и отрицательно влияет на проходящие в грунте микробиологические процессы;
-
– использование ингибиторов нитрификации малоэффективно на высокоплодородных почвах;
-
– возможен эффект последействия, из-за чего азот, не использованный целевой культурой, остается в почве и становится доступным для следующей культуры севооборота, что приходится учитывать при очередном внесении удобрений;
-
– некоторые ингибиторы нитрификации могут вызывать коррозию металла, негативно воздействуя на агрегаты для их внесения.
Поділитись в соцмережах:
